KR100444293B1 - 면광원 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 면광원 장치는 베이스 부재와; 상기 베이스 부재의 상면에 소정의 간격으로 설치되는 것으로 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 양측 외주면에 각각 설치되며 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 제1,2전극부재를 포함하는 복수개의 발광램프와; 상기 베이스 부재에 설치된 방전램프들의 상부에 설치되며 그 하면에 형광체층이 형성된 투명판을 포함한다.

Description

면광원 장치{Back ligt}

본 발명은 면광원 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 관내의 유전체 장벽방전을 이용한 면광원 장치에 관한 것이다.

통상적으로 액정표시소자는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 수광형 발광소자이므로 어두운 곳에서는 화상을 관찰할 수 없는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 액정표시소자의 배면에 면광원을 설치하여 광을 조사함으로써 어두운 곳에서도 화상을 볼 수 있도록 하고 있는데, 최근에는 조명간판, 디스플레이 패널과 같은 면상의 화상표시소자에 광을 조사하는 면광원장치가 부각되고 있다.

이러한 면광원 장치의 일예가 일본 공개 특허 공보 소60-216435호에 개시되어 있다. 이 면광원 장치는 밀폐된 공간부를 가진 용기의 내부에 교호적으로 격벽이 설치되어 사행(蛇行) 형상의 방전공간이 형성되고 이 방전공간의 양 단부에는 각각 전극이 설치된다. 그리고 상기 방전공간의 상하부에는 형광체층이 형성된다.

이와 같이 구성된 종래의 면광원 장치는 상기 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 상기 방전공간에서 글로우(glow) 방전이 일어나 발생된 광의 자외선이 형광체층를 여기시킴으로써 형광체층으로부터 광을 발하게 된다.

그러나 이러한 면광원 장치는 방전공간의 에지(edge)부에서 발광이 미약하여 균일한 휘도를 얻을 수 없으며, 방전을 위한 고압의 전압이 요구되고 전극이 쉽게 열화되는 문제점이 내재되어 있었다.

도 1에는 종래 직하방식의 면광원 장치의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 면광원 장치는 베이스 부재(11)와, 상기 베이스 부재에 소정의 간격으로 설치되는 복수개의 발광램프(12)와, 상기 베이스 부재(11)에 고정된 발광램프(12)의 상부에 설치되는 확산판(13)을 포함한다. 상기 각 발광램프(12)는 냉음극관으로, 투명한 튜브(12a)의 방전공간 내면에 형광체층(미도시)이 형성되고, 상기 튜브(12a)의 양 방전공간 단부에는 각각 전극(12c)(12d)이 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래의 면광원 장치는 튜브(12a) 내의 전극(12c)(12d) 간의 방전을 통하여 방전공간 내에 분포한 Hg로부터 발생된 자외선이 형광체를 여시키게 된다. 상기와 같이 형광체층의 발광으로 인한 가시광은 보다 균일한 조도의 조명을 위해 확산판을 통과하여 전방으로 주사된다. 이러한 방식은 면광원 장치가필요한 액정표시장치가 대형화 됨에 따라 냉음극관을 여러개 병렬로 설치하여 사용함으로써 가장 손쉽게 고휘도화를 구현할 수 있다.

그러나 이러한 면광원 장치는 다음과 같은 문제점을 가진다.

첫째; 전극간의 길이와 관전압, 관전류 등의 산포로 인해 병렬 구동시 발광램프간의 전류산포가 발생되고, 이로인하여 각 부위에서 균일한 휘도를 얻을 수 없다.

둘째; 전기적 저항이 적은 발광램프의 전극열화가 상대적으로 빨리 진행되어 장시간 사용시 급격히 휘도의 균일도가 저하된다.

셋째; 상대적으로 소비전력이 높아 많은 수의 발광램프의 배치가 곤란하므로 적은 수의 배열로 균일한 조명을 얻기 위해서는 확산판 또는 액정표시 장치와 일정한 간격을 가져야 하므로 박형화가 불리하고 광의 이용효율이 저하된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조가 단순하여 박형화가 가능하고, 소비전력이 크지 않고 휘도와 색온도의 특성이 균일한 면광원 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 면광원 장치의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 면광원 장치의 분리 사시도,

도 3 내지 도 7는 본 발명에 따른 면광원 장치의 다른 실시예들을 도시한 사시도,

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 면광원 장치는,

베이스 부재와;

상기 베이스 부재의 상면에 소정의 간격으로 설치되는 것으로 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 양측 외주면에 각각설치되며 유전체 장벽방전을 일으키 위한 제1,2전극부재를 포함하는 복수개의 발광램프와;

상기 베이스 부재에 설치된 방전램프들의 상부에 설치되며 그 하면에 형광체층이 형성된 투명판을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 베이스 부재의 상면에 반사막이 형성되며, 상기 베이스 부재의 상면과 투명판의 사이에 투명한 몰드물이 설치된다.

상기 목적을 달성하기 위한 면광원 장치의 다른 특징은,

상호 소정의 간격유지되며, 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브와, 상기 튜브에 설치되어 유전체 장벽방전을 일으키 위한 제1,2전극부재를 포함하는 복수개의 발광램프와;

상면에 발광램프가 장착될 수 있도록 인입되어 장착부가 형성된 베이스 부재와,

상기 베이스 부재의 상면에 설치되며 적어도 일측면에 형광체층이 형성된 투명판 또는 반사판을 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1전극부재은 상기 튜브를 길이 방향으로 관통하는 와이어로 이루어지며 상기 제2전극부재는 상기 장착부의 내주면에 설치되며 발광램프로부터 발광된 광을 반사시키는 도전성 금속으로 이루어진다.

그리고 제1,2전극부재는 각각 튜브 배열방향과 직각 방향으로 연장되며 베이스 부재의 각 장착부와 대응되는 튜브 접촉부를 가지는 스트립 전극으로 이루어진다.

상기 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 또 다른 특징의 면광원 장치는, 소정의 간격으로 복수의 관상 터널부가 형성되며 투명한 베이스 부재와,

상기 관상 터널부 내주면에 형성된 형광체층과,

상기 관상 터널부의 내부에 설치되어 형광체층을 여기시키는 발광램프를 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 베이스 부재의 하면에는 상기 형광체층으로부터 발생되는 광을 반사시키기 위한 반사판이 설치되고, 상기 베이스 부재의 상면에는 확산판이 설치된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 유전체 장벽방전으로 발광하는 발광램프를 이용한 면광원 장치의 일 실시예를 도 2에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 면광원 장치(30)는 베이스 부재(31)와, 상기 베이스 부재(31)의 상면에 소정의 간격으로 설치되는 것으로 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브(101)와, 상기 튜브(101)의 양측 외주면에 각각 설치되며 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 제1,2전극부재(102)(103)를 가지는 복수개의 발광램프(100)를 구비한다.

상기 발광램프(100)의 제1,2전극(102)(103)은 튜브(101)의 외주면에 길이 방향으로 연장되는 도전성 금속으로 이루어진다. 한편 상기 발광램프(100)의 사이에는 도 3에 도시된 바와 같이 그라스 튜브, 금속 또는 플라스틱으로 이루어진 반사체(104)가 설치되어 발광램프로부터 조사되는 광을 확산 및 산란시킬 수 있도록 함이 바람직하며, 상기 베이스 부재(31)의 상면에는 반사막(미도시)가 설치되어 발광램프(100)으로부터 조사된 광을 전면으로 반사시킨다.

그리고 상기 베이스 부재(31)에 지지된 발광램프(100)의 상면에는 투명판(33)이 설치되는데, 이 투명판의 상면 또는 하면에는 상기 발광램프(100)로부터 조사되는 자외선에 의해 여기되는 형광막(34)이 설치된다.

도 4에는 본 발명에 따른 면광원 장치의 다른 실시예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 면광원 장치(40)는 상면에 소정의 간격유지되며, 밀폐된 방전공간(201)을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브(202)와 상기 튜브(202)에 설치되어 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 제1,2전극부재(203)(204)를 포함하는 복수개의 발광램프(200)와, 상면에 각 발광램프(200)가 장착될 수 있도록 인입된 장착부(41)들이 형성된 베이스 부재(42)를 구비한다. 상기 베이스 부재(42)가 투명한 재질로 이루어진 경우에는 베이스 부재의 하면에 반사판(46)이 설치될 수 있다.

상기 발광램프(200)의 제1,2전극부재(203)(204)는 각각 베이스 부재(42)의 상면에 상기 장착부(41)의 길이 방향에 대해 직각을 이루도록 설치되는 것으로, 상기 각 튜브(202)들과 접촉되는 튜브 접촉부(203a)(204a)를 가지는 스트립상으로 형성된다. 상기 제,2전극부재(203)(204)의 사이에는 초기방전 개시전압을 낮추기 위한 보조전극(205)이 더 구비될 수 있다.

그리고 상기 발광램프의 다른 실시예로서는 도 5에 도시된 바와 같이 제1전극부재(206)이 튜브의 길이 방향으로 방전공간을 관통하는 와이어(206a)로 이루어지고 상기 제2전극부재(207)는 상기 베이스 부재(42)의 장착부(41) 내주면에 광의 반사가 가능한 도전성 금속층(207a)으로 이루어진다.

한편, 상기 발광램프(200 또는 200')가 설치된 베이스 부재(42)의 상부에는 투명판(43)이 설치되는데, 이 투명판(43)의 일측면에는 형광막(44)이 형성되고 이 형광막과 발광램프(200 또는 200')의 사이의 투명판에는 선택적으로 색선택 투과필터(45)가 설치될 수 있다.

도 6 및 도 7에는 본 발명에 따른 면광원 장치의 다른 실시예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 면광원 장치(50)는 판상의 투명한 베이스 부재(51)에 길이 방향 또는 길이 방향의 직각 방향으로 소정간격 이격되는 복수개의 관상 터널부(52)가 형성된다. 상기 베이스 부재(51)는 유리와 같은 투명한 재질로 이루어지며 상기 관상 터널부(52)의 단면은 원형, 반원형 또는 다각형의 형상으로 형성될 수 있다. 상기 베이스 부재(51)는 도면에는 도시되어 있지 않으나 적어도 두 개의 판부재들이 접합되어 이루어질 수도 있음은 물론이다. 그리고 상기 베이스 부재(51)에 형성된 관상 터널부(52) 내주면에는 형광체층(53)이 형성된다. 이 형광체층(53)은 삼파장 형광체로 이루어지나 이에 한정되지 않고 후술하는 발광램프로부터 발생되는 자외선으로부터 여기될 수 있는 형광체이면 어느것이나 가능하다.

상기 베이스 부재(51)의 각 관상 터널부(52)의 내부에는 길이 방향으로 발광램프(300)이 설치되는데, 이 발광램프(300)는 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브(301)와 상기 튜브(301)의 단부에 설치되어 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 제1,2전극부재(302)(303)를 포함한다. 상기 발광램프(300)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 방전공간 내에서 형광체를 여기시키기 위한 광을 조사할 수 있는 구조이면 어느것이나 가능하다. 상기 베이스 부재(51)의 양측면에는 도면에 도시되어 있지 않으나 발광팸프의 양단부를 지지할 수 있는 지지부재가 더 설치될 수 있다.

한편 상기 베이스 부재(51)의 하며에는 형광체층(53)이 여기되어 조사되는 광을 전면으로 조사하는 반사판(54)이 설치되고 상기 베이스 부재(51)의 상면에는 광을 확산시켜 각 면에서 균일한 휘도를 얻을 수 있도록 확산판(55)이 설치된다.

상술한 바와 같이 구성된 면광원 장치는 방전램프(100,200 또는 300)의 제1,2전극부재(101,102 또는 203,204 또는 302,303 )에 교류 또는 펄스 파형의 전압을 인가하여 유전체층의 내면에 벽전하가 충전되도록 하고 이들 벽전하에 의해 방전으로 자외선을 발생시킨다. 상기 방전시 발생된 자외선은 투명판(33 또는 34)의 표면 또는 관상 터널부(52)의 내면에 도포된 형광체층(34 또는 44, 53)의 형광체를 여기시키게 되고 여기된 형광체는 이를 가시광으로 변환시키게 된다.

특히 상술한 바와 같은 방전시 도 5에 도시된 바와 같이 제1전극부재(206)이 튜브를 관통하는 와이어 전극으로 이루어지고, 제2전극부재가 장착부(42)에 형성된 경우 방전공간의 각 영역에서 균일한 방전을 일으킬 수 있으며 제2전극부재가 반사판 역할을 하게 되어 별도로 반사판을 설치할 필요가 없게 된다. 또한 상기 투명판의 전면에 도포된 형광막의 형광체가 여기되어 발광하게 되므로 전영역에서 균일한 발광휘도를 얻을 수 있게 된다.

상기 실시예중 베이스 부재(51)에 형성된 관상 터널부(52)에 발광램프(300)이 설치되는 경우 자외선의 손실을 줄일 수 있어 상대적으로 발광효율을 높일 수 있다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 면광원 장치는 발광램프의 전극손상이 방지되므로 종래 발광램프에 비하여 수명을 2배 이상 증가시킬 수 있으며, 소비전력을 40% 이상 절감시킬 수 있다. 또한 적은 소비전력으로 발광램프를 구동시킬 수 있으므로 종래와 같은 소비전력으로 많은 발광램프를 구동시킬 수 있으므로 광의 확산을 위한 부대 장치가 불필요하게 되어 면광원 장치의 두께를 얇게 할 수 있는 이점을 가진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 들어 설명하였으나 이는 예시전인 것에 불과하며 본원 발명의 기술적 범위내에서 당업자에 의해 변형 가능함은 물론이다.

그리고 발명은 상술한 바와 같은 방전을 이용하여 액정표시시소자등에 사용되는 면광원으로 이용할 수 있다.

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 상면에 복수개의 장착부가 형성된 베이스 부재와;

   상기 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어져 상기 장착부에 설치된 튜브들과, 상기 튜브 배열방향과 직각 방향으로 연장되며 상기 베이스 부재의 각 장착부에 대응되는 튜브 접촉부를 가지는 스트립 전극으로 이루어진 제1,2전극부재와 상기 제1,2 전극들의 사이에 보조전극이 설치된 것을 포함하는 복수개의 발광램프와;

   상기 베이스 부재의 상면에 형광체층이 형성된 투명판을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 발광램프의 전극중에서, 상기 제1전극부재는 상기 튜브를 길이 방향으로 관통하는 와이어로 이루어지며 상기 제2전극부재는 상기 장착부의 내주면에 설치되는 것으로 발광램프로부터의 광을 반사시키는 도전성 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 면광원장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제